Los espermatozoides son criaturas descaradas capaces de quebrantar hasta las leyes de física, aseguran científicos

Los espermatozoides han atraído la atención de los científicos desde que al holandés Antonie van Leeuwenhoek se le ocurrió observar su eyaculación en un microscopio hace unos 343 años.

Investigaciones recientes han acusado a las células reproductivas masculinas de ser “criaturas muy descaradas” porque su cola no se balancea de forma zigzagueante como una serpiente o una anguila sino que se desliza en espiral mientras mueve la cola hacia un solo lado.

Pero en un estudio publicado en octubre de 2023 va más allá y señala a la esperma como un infractor que desafía la tercera ley del movimiento de Newton, al distorsionar su cuerpo mientras nada de una manera que no provoca ninguna respuesta de su entorno.

Kenta Ishimoto, científico matemático de la Universidad de Kyoto, y sus colegas investigaron el movimiento de las células sexuales humanas y descubrieron que se deslizan a través de sustancias que, en teoría, deberían resistir su movimiento.

La tercera ley de Newton, también conocida como la "Ley de Acción y Reacción", dice que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esto significa que si empujas algo hacia adelante con una cierta fuerza (acción), ese objeto te empujará hacia atrás con la misma fuerza pero en dirección opuesta (reacción).

Pero esa ley universal no aplica para algunos nadadores biológicos como los espermatozoides.

En el novedoso estudio, los científicos analizaron algas Chlamydomonas y espermatozoides humanos e identificaron interacciones mecánicas no recíprocas, que denominaron "elasticidad extraña" y que no cumplen con la tercera ley de Newton.

Tanto las Chlamydomonas como los espermatozoides utilizan apéndices parecidos a pelos llamados flagelos que usan para moverse. Esos apéndices sobresalen de la célula, casi como si fueran una cola, con el objeto de impulsarla hacia adelante. Para ello van cambiando de forma en la medida en que interactúan con el líquido que los rodea.

Los científicos explican que los flagelos se mueven de forma no recíproca, es decir, que no provocan una respuesta igual y opuesta en el entorno y por consiguiente desacatan la importante ley de física.

Las llamadas interacciones no recíprocas aparecen en sistemas rebeldes formados por bandadas de pájaros, partículas en fluidos y espermatozoides nadando.

Como los pájaros y las células generan su propia energía, que se agrega al sistema con cada aleteo de sus alas o cada movimiento de su cola, el sistema se aleja del equilibrio y no se aplican las mismas reglas.

Los fluidos muy viscosos disiparían la energía de un flagelo e impediría la movilidad del espermatozoide o el alga unicelular. Pero de alguna manera esos flagelos elásticos logran moverse.

Los espermatozoides y las algas no son los únicos que poseen flagelos. Muchos microorganismos tienen uno, lo que quiere decir que es probable que existan otras células infractoras de las leyes de Newton que la ciencia no ha detectado aún.

Los investigadores creen que el hallazgo puede ser muy útil porque podría ayudar en el diseño de pequeños robots elásticos que también tengan la capacidad de romper las leyes de la física.

Nadadores activos

Mientras los matemáticos de Kyoto estudian las propiedades del movimiento de las células reproductivas masculinas humanas, un equipo de la Universidad de Estocolmo descifró cómo los espermatozoides pasan de ser espectadores pasivos a nadadores dinámicos para emprender el camino hacia la fertilización.

Para explicar el hallazgo coloquialmente debemos imaginar que los espermatozoides son exploradores diminutos que buscan alcanzar un santo grial: el óvulo humano. No tienen mapas ni GPS pero utilizan una herramienta química mucho más efectiva.

El óvulo libera señales químicas que activan y atraen a los espermatozoides porque éstos poseen receptores en su superficie que son capaces de detectarlas.

David Drew, profesor de bioquímica, Universidad de Estocolmo, explicó que la proteína conocida como SLC9C1 se encuentra exclusivamente en los espermatozoides y generalmente se encuentra inactiva.

Pero la historia cambia cuando las señales químicas interactúan con la superficie del esperma.

“SLC9C1 funciona como un sistema de intercambio altamente sofisticado. Intercambian protones del interior de la célula por iones de sodio del exterior, creando temporalmente un ambiente menos ácido dentro del espermatozoide. Este cambio en el ambiente interno provoca una mayor motilidad de los espermatozoides", dijo Drew.

Christina Paulino, bióloga estructural del Centro de Bioquímica de la Universidad de Heidelberg en Alemania, también ha estudiado las propiedades de la proteína esencial para la motilidad de los espermatozoides y la fertilidad masculina.

Los científicos están interesados en el posible papel del SLC9C1 en la infertilidad masculina, dijo Paulino.

Como la proteína sólo existe en el esperma pudiera ser usada para desarrollar anticonceptivos masculinos porque esa droga no alteraría otras células del organismo.

Pero el investigador Benjamin Kaupp, químico biofísico de la Universidad de Bonn y del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinarias, que no participó en el estudio, advirtió que existe una gran brecha entre comprender la función básica de SLC9C1 y la capacidad de usar ese conocimiento para el control de la natalidad farmacéutico de los hombres.

Lo cierto es que hay decenas de investigadores en todo el mundo intentando dilucidar los misterios que aún esconden los espermatozoides para avanzar en los campos de la genética, biotecnología y reproducción humana.

Fuentes: PRX Life, IflScience, New Scientist, News Medical, CNN Español, Live Science

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